[发明专利]一种用于强化超声富氧装置的颗粒物填料

说明书

技术领域

本发明属于污染废水和水体处理技术领域，特别涉及一种用于强化超声富氧装置的颗粒物填料。

背景技术

天然水体具有一定的自净能力，其中微生物的氧化分解是水体自净的主要途径。如果水体中溶解氧含量较低，好氧微生物将受到抑制，而厌氧微生物处于活跃状态。当进入水体中污染物总量超过水体自净能力时，水体中溶解氧会被好氧微生物消耗殆尽，导致水体呈现厌氧状态，剩余污染物在厌氧微生物的作用下被分解为氨气、甲烧、二氧化碳、硫化氨等对水生生物具有毒害性的气体。同时，水分子同各种微生物的代谢产物结合成较大的聚合分子团进一步通过吸附的方式与水体中的污染物紧密结合，最终致使水体的自净能力丧失，并伴随着水体发黑变臭等现象的发生，对周围环境带来极大的影响。污染废水的生物处理是利用微生物的生命活动，对废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物降解作用，从而使废水得到净化的一种处理方法，其中废水好氧生物处理以其效率高、成本低、工艺操作管理方便可靠和无二次污染等显著优点而备受人们的青睐。污染废水的好氧生物处理和污染水体的高效净化都需要氧气，因此如何向水体高效增氧是这些技术的关键所在。

微米气泡的直径一般在50μm以下，这种微小气泡与普通气泡相比具有许多独特的优势，如：高内压、高表面能、高界面活性等。纳米氧气泡的表面积能有效增大，如1mm的大气泡分散成100nm微气泡，表面积增大10000倍，气泡的表面能也从0.1卡增大到5-10卡，表面能的增大及气泡内能量增大可以加强表面氧化反应，可以提高氧的利用率。根据杨-拉普拉斯法则，气泡表面张力与气泡直径大小成反比，与气泡内压成正比。表面张力增大，气泡不断收缩，同时内压也随之增大，即所谓出现自我加压现象。一旦收缩的气泡内压与表面张力失去平衡，纳米气泡最后大约在4000个大气压的压力下破裂，气泡破裂后活性氧分子的自由热运动增强，可以随时加入到水分子共价键中形成溶解氧，气体即完全溶解于水液中，这样就实现了超饱和溶氧。如果能制成一种设备，将产生的超饱和溶氧应用于污染废水的好氧生物处理和污染水体的高效净化，将是一种非常有前景的水处理技术。但是，目前还缺少高效的富氧装置，特别是一种用于强化超声富氧装置的颗粒物填料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于强化超声富氧装置的颗粒物填料，制备该颗粒物填料的方法如下：

(1)将350g粒径为1～2cm的聚苯乙烯颗粒用2000ml去离子水洗涤，然后在75℃条件下干燥6h，得到物质A；

(2)将2.86克4-甲酰胺基吡喃、15mL异丙醇、5mL正丁烷依次加入到1000mL锥形瓶中，再加入1.24克2-氯-5-碘嘧啶和800mL去离子水，置于65℃水浴中在4000r/min条件下搅拌5min，得到混合液H；

(3)将物质A加入到混合液H中，在温度为55℃的摇床中摇动45分钟，过滤除去液体得到物质A1，将物质A1在75℃条件下干燥6h，得到物质B；

(4)将1.34克8-氨基喹啉、15mL叔丁醇、5mL甲烷依次加入到1000mL锥形瓶中，再加入1.96克2-溴-3-己基噻吩和800mL去离子水，置于65℃水浴中在4000r/min条件下搅拌20min，得到混合液J；

(5)将物质B加入到混合液J中，在温度为55℃的摇床中摇动45分钟，过滤除去液体得到物质B1，将物质B1在75℃条件下干燥6h，得到物质C；

(6)将13.67克PbCl₂和12.18克FeCl₃加入到4000mL去离子水中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量4份，得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液K4；

(7)将140mL摩尔浓度为0.54mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和60mL摩尔浓度为0.62mol/L的Co(NO₃)₂溶液加入到混合液K1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L1；

(8)将物质C加入到混合液L1中，在温度为30℃的摇床中摇动15分钟，过滤除去液体得到物质C1，物质C1在75℃条件下干燥6h，得到物质C2；

(9)将120mL摩尔浓度为0.50mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和80mL摩尔浓度为0.60mol/L的Co(NO₃)₂溶液加入到混合液K2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L2；